PDA

Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Funktion v.elektr. Kompaß & Barometer ?



pfrinz
28.10.2007, 12:54
Grüß euch !

Hab mit der Suche nix befriedigendes gefunden, also:

Kennt sich jemand mit de Funktionsweisen von elektronischen Kompassen und/oder Barometern aus ? Ich interessiere mich nicht für GPS !

Wenn mir das jemand laienhaft (bitte nicht elektro-technisch !) erklären könnte wäre ich sehr dankbar.

Aber auch allgemein würde ich gerne eure Meinung zu diesen Geräten wissen.
Ich persönlich ging immer automatisch (ohne was drüber zu wissen ) davon aus daß die elektr. Geräte nicht so genau sein können wie die "echten".

Vielleicht stimmt das ja gar nicht, überhaupt wo doch das ganze Elektronik Zeug heutzutage schon so weit entwickelt ist.

Also:

+ Wie funktionieren die Dinger ungefähr ?

+ Wie genau können die sein (Qualitätsprodukte für Draußen, kein Schrott, aber auch keine wissenschaftlichen Geräte)?

+ Pro & Contra


Klärt mich doch bitteschön auf ! :bg:

aitrob
28.10.2007, 13:48
+ Wie funktionieren die Dinger ungefähr ?

+ Wie genau können die sein (Qualitätsprodukte für Draußen, kein Schrott, aber auch keine wissenschaftlichen Geräte)?
Zum elektr. Kompass: Also, spezifisch kenne ich mich da auch nicht aus, aber ich würde mal vermuten, dass es sich um sog. Hall-Sensoren (http://de.wikipedia.org/wiki/Hall-Sensor) handelt (die werden eigentlich immer verwendet, wenn's was Magnetisches zu messen gibt).
Funktionsweise ganz kurz und grob: ein Magnetfeld übt auf bewegte Elektronen eine Kraft aus. Diese Kraft "drückt" in einem stromführenden Leiter die Elektronen an eine Seite. Diese Verschiebung kann man messen und daraus die Stärke des Magnetfeldes bestimmen. Macht man das nun in mehrere Richtung, kann man so ganz leicht die Orientierung in einem externen Magnetfeld bestimmen.

Zur Genauigkeit: ich bin sicher, dass sich elektronische Sensoren bauen lassen, die die analogen bei weitem überbieten - alleine schon wegen der Ablesegenauigkeit beim analogen Kompass. Sowas wird sich dann aber eher in wissenschaftlichem Umfeld finden. Ich könnte mir vorstellen, dass auch einfache elektronische Geräte einen Anzeigefehler von weniger als einem Grad haben könnten.
ABER: damit haben wir "draußen unterwegs" nix gewonnen. Denn eine noch so genaue Bestimmung der relativen Lage des Sensors zum externen Magnetfeld hilft dir nicht weiter, wenn du Ablenkung (d.h. Einfluss durch andere Felder, z.B. der Öltanker, der nebenan vorbeifährt) und Misweisung nicht ähnlich genau kennst - und das wirst du in realistischen Situationen kaum so genau wissen! Von daher sollte man die rein technische Genauigkeit solcher Geräte nicht überbewerten.

HTH,
Bela

pfrinz
28.10.2007, 13:56
Danke schon mal mit der Erklärung kann ich (sogar noch) was Anfangen.

Zur Genauigkeit:
Die Ablenkungen gelten ja für den Magnetkompaß genauso, höchstens die Deklination kennt man. Der Punkt ist also auch egal, oder ?

aitrob
28.10.2007, 14:00
Die Ablenkungen gelten ja für den Magnetkompaß genauso, höchstens die Deklination kennt man. Der Punkt ist also auch egal, oder ?
Ja, also was Fehler in Deklination und Ablenkung angeht, sind natürlich beide Typen gleich betroffen.

Allerdings muss ich meine Aussage zu den Hall-Sensoren evtl. etwas revidieren:
http://www.casio-europe.com/de/watch/technologie/richtungssensor/
Anscheinend machen sie es sich einfacher. Hall-Sensoren sind sicherlich viel genauer, aber vermutlich zu teuer für Consumer-Geräte. Bei uns im Anfängerpraktikum wurde um die Hall-Sensoren, die man selber beschalten durfte, immer einen Riesenaufstand gemacht, weil man da durch Anlegen der falschen Spannung schnell 1000 Euro vernichten konnte. Ich hätte aber erwartet, dass man die bei Serienfertigung zu erträglichen Preisen bauen kann...

Bela

akonze
02.11.2007, 02:04
Wir hatten ja schon öfter mal Uhren/GPS mit elektronischem Kompass bei uns. Die waren fast alle sehr genau und können mit einem analogen Kompass gut mithalten. Voraussetzung ist allerdings, daß man sie häufig kalibriert. Auch mitten in einer Tour. Viel wichtiger ist aber m.E., daß die Geräte praktikabel sind. Und das ist meistens nicht der Fall. So läßt sich mit einem elektr. Kompass meist nicht auf der Karte arbeiten und auch das Peilen im Gelände ist oft nicht möglich. Da nützt einem dann die größte Genauigkeit nichts, wenn man mit dem Gerät dann nicht vernünftig arbeiten kann.

Elektronische Barometer haben ebenfalls die Kalibrierungsproblematik. Im Gegensatz zum stationären Barometer, weiß der mobile Kamerad nämlich nie, ob eine Luftdruckveränderung durch das Wetter oder durch eine Bewegung in der Höhe zustande kommt. Ändern sich beide Parameter (Wetter und Höhe) laufen die elektr. Barometer ganz schnell aus dem Ruder und müssen regelmäßig an Referenzhöhen kalibriert werden.

Komtur
02.11.2007, 11:36
Ändern sich beide Parameter (Wetter und Höhe) laufen die elektr. Barometer ganz schnell aus dem Ruder und müssen regelmäßig an Referenzhöhen kalibriert werden.

Bei manchen elektronischen Barometern kann man per Knopfdruck auf "Statisch" schalten und die Höhe wird dann nicht mehr verändert. Z.B. wenn man sein Lager aufgeschlagen hat.
Dann wird die Luftdruckveränderung rein zur Wettervorhersage genutzt.
Eine schnelle Änderung deutet dann auf ein heranziehendes Gewitter hin.

Gruß

Dirk

barkas1980
02.11.2007, 11:45
Bei manchen elektronischen Barometern kann man per Knopfdruck auf "Statisch" schalten und die Höhe wird dann nicht mehr verändert. Z.B. wenn man sein Lager aufgeschlagen hat.
Dann wird die Luftdruckveränderung rein zur Wettervorhersage genutzt.
Eine schnelle Änderung deutet dann auf ein heranziehendes Gewitter hin.


Haben die Uhr-Barometer nicht alle so n Verlaufsdiagramm? Sogar der billige TCM Baro-Chronometer hat das eingebaut (auch wenn ich nicht weiss, wie genau die Teile sind). Auf jeden Fall sieht man mit Hilfe dieser Verlaufsdiagramme ganz gut, wie sich der Druck verändert (über die Nacht geplottet).
Die etwas ältere Casio-Barometer-Uhr meines Kumpels bringt fast identische Druckänderungen wie das Teil von TCM, was mir geschenkt worden ist. Nur zieht das TCM Teil viel mehr Strom - nach nem Jahr war die Batterie leer...

akonze
03.11.2007, 02:01
Bei manchen elektronischen Barometern kann man per Knopfdruck auf "Statisch" schalten und die Höhe wird dann nicht mehr verändert.

Das stimmt natürlich. Es gibt auch Teile, da muss man vorher sagen, ob man entweder das Barometer oder den Höhenmesser nutzen möchte (Suunto X9i etwa). Beides zusammen geht dann gar nicht. Ist man am Berg nutzt man den Höhenmesser, läuft man in der Ebene oder biwakiert, schaltet man auf Barometer um. So oder so, man muss das immer im Hinterkopf behalten, daß beides gleichzeitig, zu Problemen führt.

lupold
03.11.2007, 09:26
Das stimmt natürlich. Es gibt auch Teile, da muss man vorher sagen, ob man entweder das Barometer oder den Höhenmesser nutzen möchte (Suunto X9i etwa). Beides zusammen geht dann gar nicht. Ist man am Berg nutzt man den Höhenmesser, läuft man in der Ebene oder biwakiert, schaltet man auf Barometer um. So oder so, man muss das immer im Hinterkopf behalten, daß beides gleichzeitig, zu Problemen führt.
Ist das nicht EIN Druckmesser und der Rest wird errechnet?

sjusovaren
03.11.2007, 16:40
Das stimmt natürlich. Es gibt auch Teile, da muss man vorher sagen, ob man entweder das Barometer oder den Höhenmesser nutzen möchte (Suunto X9i etwa). Beides zusammen geht dann gar nicht. Ist man am Berg nutzt man den Höhenmesser, läuft man in der Ebene oder biwakiert, schaltet man auf Barometer um. So oder so, man muss das immer im Hinterkopf behalten, daß beides gleichzeitig, zu Problemen führt.
Ist das nicht EIN Druckmesser und der Rest wird errechnet?
Ja, so kenn ich das auch. Aber das hat akonze wohl auch gemeint.
Die (durch einen Sensor) gemessene Luftdruckveränderung kann eben wetter- und höhenbedingt sein. Ohne zusätzliche Infos, z.B. GPS-Daten, kann das Gerät die beiden Einflußfaktoren aber nicht trennen.
Man muß also einstellen, was sich gerade verändert und was (einigermaßen) konstant bleibt. Das "weiß" das Gerät ja nicht.
In der Barometerfuktion geht das Gerät dann z.B. davon aus, daß sich die Höhe nicht verändert (optimalerweise sitzt man also im Zelt).
Als Höhenmesser wiederum tut es bei der Berechnung so, als sei die Wetterlage unverändert und legt die Luftdruckdifferenzen völlig als Höhenunterschied aus.

pfrinz
04.11.2007, 20:34
So kenne ich das auch, und finde das auch sehr praktisch.
Wenn ich Abends (oder wann immer am) Ziel bin schalt ich vom Höhenmesser in den Barometer-Modus um und kann in der Früh schauen wie sich der Luftdruck verändert hat.

Neu kalibrieren muß (sollte) man ja mechanische Höhenmesser auch jeden Tag (oder so oft wie möglich), da sehe ich keinen Nachteil des elektr. Gerätes.

Kartennavigation mit einem elektr. Kompaß funktioniert nicht wirklich, das sehe ich auch so.

Gibt es irgendwelche Fehlerquellen der elektronischen Gerätschaften die ihre originale nicht haben (außer natürlich die Sache mit dem Strom) ?

Marmotte
04.11.2007, 22:33
Was die Barometerfunktion anbelangt:
Auf die "normalen" Geräte (diese Wetterstationen, die man für dreißig Euro überall kaufen kann) würde ich mich in punkto Wettervorhersage genauso wenig verlassen wie auf den Frosch im Glas wo er ja auch definitiv nix zu suchen hat, nicht, dass man mich der nicht artgerechten Tierhaltung bezichtigt :o.
Beim Segeln hatten wir so eine Wetterstation dabei und das war der total Humbug, darauf kann und darf man sich nicht verlassen. Das einzige, was da vielleicht noch deutlich drauf zu erkennen ist, ist ein rapider Druckabfall - aber ich glaube, dass man die Zeichen, die dann auf ein Gewitter hindeuten, mit ein bisschen gesundem Menschenverstand auch so erkennen kann.

Andreas L
05.11.2007, 11:30
Auf dem Meer, mit Sicht bis zum Horizont geht das sicher. Wenn Du aber in einer Ostwand steigst, dann erkennst Du die Gewitterfront, die von Westen herzieht erst, wenn sie genau über Dir steht. Und das kann definitiv zu spät sein.
Wenn Du einen Höhenmesser dabei hast, dann fällt Dir vielleicht auf, dass die Höhenanzeige gleichbleibt oder fällt, obwohl Du dauernd aufsteigst. Das kann dann eine sehr wertvolle Informastion sein. Über das Gewitter hinter der Wand nämlich.

Aber: Die Sensoren, die in Uhren eingebaut sind, die funktionieren doch auch barometrisch - oder? Also genau wie ein herkömmlicher Höhenmesser mit Druckdose. Elektronisch ist doch nur die Ablesung plus gewisse Memory-Funktionen? Oder hab ich da was verpasst?
Andreas

PS: Um die Frage präziser zu stellen: Die Luftdrucksensoren in den Uhren sind einfach miniaturisierte barometrische Druckdosen - oder nicht?
Danke

Flachlandtiroler
05.11.2007, 11:48
@Hall-Sensor: Der ist wohl nicht nur teurer sondern braucht auch ordentlich Strom.

Aber: Die Sensoren, die in Uhren eingebaut sind, die funktionieren doch auch barometrisch - oder? Also genau wie ein herkömmlicher Höhenmesser mit Druckdose. Elektronisch ist doch nur die Ablesung plus gewisse Memory-Funktionen? Oder hab ich da was verpasst?
Andreas
PS: Um die Frage präziser zu stellen: Die Luftdrucksensoren in den Uhren sind einfach miniaturisierte barometrische Druckdosen - oder nicht?
Quasi -- AFAIK ist es sogar teilweise tatsächlich so, dass wie beim mechanischen Höhenmesser die "Wölbung" der Druckdose einen darauf befestigten Zeiger bewegt und dessen Stand dann (allerdings elektronisch) ausgelesen wird.
Die bessere Lösung ist natürlich eine "richtige" Kapazitätsmessung der Druckdose (Boden vs. Deckel, einmal mit Außenluft als Dielektrikum beaufschlagt und einmal "dicht" als Referenz). Aber das ist sowohl fertigungs- als auch auslesetechnisch anspruchsvoller. (Guckst Du bei uns (http://www.ims.fraunhofer.de/115.html?&L=0) nach ;-))

Gruß, Martin

Flachlandtiroler
05.11.2007, 11:52
Was die Barometerfunktion anbelangt:
Auf die "normalen" Geräte (diese Wetterstationen, die man für dreißig Euro überall kaufen kann) würde ich mich in punkto Wettervorhersage genauso wenig verlassen wie auf den Frosch im Glas wo er ja auch definitiv nix zu suchen hat, nicht, dass man mich der nicht artgerechten Tierhaltung bezichtigt :o.
Beim Segeln hatten wir so eine Wetterstation dabei und das war der total Humbug, darauf kann und darf man sich nicht verlassen. Das einzige, was da vielleicht noch deutlich drauf zu erkennen ist, ist ein rapider Druckabfall - aber ich glaube, dass man die Zeichen, die dann auf ein Gewitter hindeuten, mit ein bisschen gesundem Menschenverstand auch so erkennen kann.
Es ist auch etwas viel verlangt, einen Luftdruckabfall zu messen bevor er überhaupt eintritt oder? :o
Mit Hilfe des von den Meterologen vorhergesagten Luftdruckverlaufs kann man sich aber durchaus ein Bild machen, wann die angesagte Wetterstörung genau eintreffen wird. Höhenkorrekturen sind ja beim Segeln wohl nicht erforderlich ;-)

In den Bergen gilt das genauso, es gibt einen charakteristischen, tageszeitlichen Gang des Luftdrucks (Thermik etc.), den man quasi subtrahieren muß; man beobachte die Anzeigenänderung über Nacht usw. usf.

Gruß, Martin

Testus
06.11.2007, 19:55
[...] Kennt sich jemand mit de Funktionsweisen von elektronischen Kompassen und/oder Barometern aus ? [...]

Wenn mir das jemand laienhaft (bitte nicht elektro-technisch !) erklären könnte wäre ich sehr dankbar.

Bei elektronischen Kompassen kenne ich den sogenannten Fluxgate-Kompass.
Eine sehr knappe Erklärung findest du bei Wikipedia (leider nur auf Englisch; der Deutsche Eintrag ist ziemlich unverständlich):
http://en.wikipedia.org/wiki/Fluxgate_compass (http://en.wikipedia.org/wiki/Fluxgate_compass )

Also das ganz allgemeine Prinzip das genutzt wird, ist die Induktion. In einer Spule, die sich in einem Magnetfeld befindet, wird eine Spannung induziert. Aus dieser Spannung lässt sich der Winkel zwischen der Spule und dem Magnetfeld berechnet. Beim Kompass also die Peilung.

Umgekehrt funktioniert das auch - wenn man Strom durch eine Spule fließen lässt, entsteht ein Magnetfeld (so funktioniert der Elektromotor). Im FLuxgate-Kompass wird laut dieser (http://beale.best.vwh.net/measure/fluxgate/index.html) Webseite beides gemacht. Die Ringspule (drive coil) erzeugt ein Magnetfeld, das laufend umgepolt wird.
Das Magnetfeld, das mit der zweiten Spule (sense coil) gemessen wird, ist eine Überlagerung des äußeren Feldes (Erdmagnetfeld) und des von der Ringspule erzeugten Feldes. Aus dieser Messung lässt sich nun die Richtung des äußeren Magnetfeldes bestimmen. (Hoffe, das war nicht zu viel Technik-Sprech).


Da ich kein E-Techniker bin, weiß ich leider auch nicht mehr, als auf den Webseiten steht. Meine Beschreibung ist im wesentlichen eine knappe Übersetzung dessen, was auf der angegebenen Seite erklärt wird.... Zu GPS könnt' ich Dir mehr erzählen, aber das interessiert Dich ja nicht ;-) )


P.S.: Der Fluxgate-Kompass möchte möglichst eben ausgerichtet werden.
Ich glaube persönlich nicht, dass er wesentlich genauer ist, als ein "normaler" Kompass. Und bei welcher Anwendung brauchst Du outdoor eine bessere Genauigkeit als einige wenige Grad? Da ist die Missweisung i.A. wesentlich gravierender. Meine persönliche Erfahrung erstreckt sich auf's Segeln. Dort werden Fluxgate-Kompasse (-Kompanden?) verwendet, da sie ein digitales Signal an den Autopiloten liefern. Ich hab' noch nie einen Unterschied zwischen der Genauigkeit dieses elektrischen und dem "normalen" Kompass festgestellt (außer es wird an verschiedenen Orten gemessen - Stichwort Ablenkung).

aitrob
06.11.2007, 20:21
In einer Spule, die sich in einem Magnetfeld befindet, wird eine Spannung induziert.
Ganz kleine Korrektur, der Vollständigkeit halber: eine Spannung wird nur von einem veränderlichen (=zeitabhängigen) Magnetfeld induziert. Ist das Magnetfeld konstant (wie das Erdmagnetfeld), wird keine Spannung induziert.
Bela

Andreas L
06.11.2007, 20:36
@Hall-Sensor: Der ist wohl nicht nur teurer sondern braucht auch ordentlich Strom.

Quasi -- AFAIK ist es sogar teilweise tatsächlich so, dass wie beim mechanischen Höhenmesser die "Wölbung" der Druckdose einen darauf befestigten Zeiger bewegt und dessen Stand dann (allerdings elektronisch) ausgelesen wird.
Die bessere Lösung ist natürlich eine "richtige" Kapazitätsmessung der Druckdose (Boden vs. Deckel, einmal mit Außenluft als Dielektrikum beaufschlagt und einmal "dicht" als Referenz). Aber das ist sowohl fertigungs- als auch auslesetechnisch anspruchsvoller. (Guckst Du bei uns (http://www.ims.fraunhofer.de/115.html?&L=0) nach ;-))

Gruß, Martin

Ja vielen Dank für den Link! Ich denke mal, da kann ich bei meinem steinalten "Gischard" bleiben. Die Technik von dem ist ja dann noch ziemlich aktuell.
Andreas

Testus
09.11.2007, 16:46
Ganz kleine Korrektur, der Vollständigkeit halber: eine Spannung wird nur von einem veränderlichen (=zeitabhängigen) Magnetfeld induziert. Ist das Magnetfeld konstant (wie das Erdmagnetfeld), wird keine Spannung induziert.
Bela
Stimmt, da hätte ich etwas genauer sein können.

Das ist auch der Grund aus dem der ganze Aufwand mit der 2 Spule getrieben wird (... werden muss).